پیل شیمیایی

پیل شیمیایی (chemical cell)
دستگاهی برای تولید انرژی الکتریکی از واکنش‌های شیمیایی. نام رایج آن «باتری» است، اما در واقع، به مجموعه‌ای از سلول‌ها در یک واحد باتری می‌گویند. سلول‌های الکتریکی اولیه شارژشدنی نیستند، اما در سلول ثانویه یا انباره، واکنش‌ شیمیایی برگشت‌پذیر است و با جریان الکتریکی خارجی آن را به‌حالت اولیه برمی‌گردانند. اساس واکنشی که در سلول ساده صورت می‌گیرد، بیشتربودن فعالیت شیمیایی برخی از فلزات نسبت به فلزات دیگر است. اگر دو فلز متفاوت در یک الکترولیت قرار گیرند و با یک سیم به‌هم متصل شوند، فلز فعال‌تر الکترون از‌دست می‌دهد و سبب تشکیل یون می‌شود. این یون‌ها وارد محلول الکترولیت می‌شوند و الکترون‌ها، از طریق سیستم، به‌سمت فلز با فعالیت کمتر جریان می‌یابند. یون‌های مثبت درون الکترولیت در اطراف فلز با فعالیت کمتری الکترون‌ها را دریافت، و مدار را کامل می‌کنند: اگر این دو فلز روی و مس، و الکترولیت محلول رقیق اسید سولفوریک باشد، واکنش‌های سلولی زیر رخ می‌دهد: اتم‌های روی با ازدست دادن الکترون‌ها (اکسایش) در الکترولیت حل می‌شوند: Zn → Zn^۲++۲e^-. دو الکترون از درون سیم عبور، و یون‌های هیدروژن الکترولیت‌ آن‌ها را جذب می‌کنند (کاهش): ۲H⁺ + ۲e^- → H_۲ واکنشِ کلی از ترکیب این دو واکنش حاصل می‌شود، میلۀ رویی آهسته حل می‌شود و حباب‌های هیدروژن در اطراف میلۀ مسی ظاهر می‌شوند: Zn + ۲H⁺ → Zn^۲+ + H_۲ اگر هر یک از میله‌ها در الکترولیتی حاوی یون‌های آن فلز قرار گیرند و دو الکترولیت با پل نمکی به هم متصل شوند، با حل شدن میلۀ روی در واکنش کاهشی (احیا)، یون‌های مس روی میلۀ مسی می‌نشینند، دقیقاً همان‌طور که روی به محلول نمک مس اضافه می‌شود:

Zn → Zn^۲+ + ۲e^-, Cu^۲+ + ۲e → Cu و واکنش کلی Zn (s) + Cu^۲+ (aq) → Zn^۲+ (aq) + Cu اولین سلول را ولتا ساخت (۱۸۰۰). انواع سلول‌های اولیه عبارت‌اند از سلول‌های دانیل، لالاند، لُکلانشه، و سلول «خشک». سلول‌های ثانویه عبارت‌اند از سلول‌های پلانته، فور، و ادیسون. سلول مالوری، با قطبش‌زدای جیوه‌ای نیز از سلول‌های جدیدتر است که منحنی تخلیۀ بسیار پایداری دارد و آن را در واحدهای کوچک، مثلاً برای استفاده در سمعک می‌سازند. انبارۀ وِنر را برای برخی از مقاصد، کاملاً به‌صورت جامد تولید می‌کنند.